Капитальные горные выработки

Капитальная горная выработка – это основной путь доступа к полезным ископаемым, а также инфраструктурным объектам подземных рудников. В отличие от временных, их строят на весь срок службы рудника или шахты, что требует значительных финансовых и трудовых затрат. Их проходка требует высокой точности, безопасности, долговечности, поскольку от качества этих сооружений зависит эффективность всей горнодобывающей операции.

Капитальные горные выработки обеспечивают освоение месторождения, так как без них невозможна разработка глубокозалегающих полезных ископаемых. Они служат основной транспортной, технической инфраструктурой (перемещение людей, оборудования, руды, вентиляция, водоотведение). Они определяют эффективность, безопасность шахтных работ на много лет.

Виды

Капитальные горные выработки различают по геометрии, назначению, расположению относительно месторождения. Их классификация позволяет систематизировать методы строительства и эксплуатации.

• По форме, направлению выделяют вертикальные, горизонтальные, наклонные. Вертикальные (глубинные стволы, шурфы, гезенки), имеющие выход на земную поверхность, обеспечивают спуск, подъем грузов, людей, а также вентиляцию. Горизонтальные (штреки, штольни, квершлаги) служат для транспортирования, доступа к пластам, водоотведения. Наклонные (бремсберги) соединяют горизонты между собой. Они используются для конвейерной транспортировки или передвижения техники.
• По назначению проходки бывают транспортные, вентиляционные, водоотливные, специальные (для подъема грузов, спуска материалов).
• Относительно месторождения выделяют вскрывающие, подготавливающие выработки. Вскрывающие обеспечивают первичный доступ к залежам, а подготавливающие соединяют вскрывающие с рудными телами.

Технология проведения

Строительство капитальных выработок – это сложный процесс, который требует тщательного проектирования, применения специализированных технологий.

1. Подготовительный этап начинается с разведочных работ, при которых изучают свойства пород, гидрогеологические условия. Далее составляют проект, начинают работы по организации поверхности – строительство временных сооружений, монтаж проходческого оборудования.
2. Проходка руды возможна одним из способов (или их комбинацией): буровзрывной метод, механизированная проходка, щитовая проходка. Буровзрывная технология эффективна в крепких породах, механизированная – в мягких или средней крепости породах. Для разрушения породы в этом случае часто применяют гидромолоты. Щитовая наиболее применима в неустойчивых материалах, так как одновременно с прохождением происходит крепление тюбингами или бетоном.
3. Третий этап – крепление. Крепь может быть временной (анкерная, набрызг-бетонная, рамная) или постоянной (монолитная бетонная отделка, тюбинги, металлические арочные конструкции).
4. Далее следует оснащение: монтаж рельсовых путей, конвейеров, вентиляционных труб, установка сигнализации, освещения, обустройство очистных и водоотливных систем.

Категории товаров

Гидромолоты

Подробнее

Барабанные фрезы

Подробнее

Виброрыхлители

Подробнее

Требования

Капитальные горные выработки должны соответствовать строгим техническим, технологическим, нормативным требованиям. Эти требования обеспечивают их долговечность, безопасность, бесперебойную эксплуатацию на протяжении всего срока службы месторождения.

С точки зрения безопасности, устойчивости важным требованием является прочность, надежность сооружения. Крепь должна выдерживать горное давление, предотвращать обрушение пород, деформации. Поэтому при расчетах ее параметров учитывают не только глубину залегания, но также характеристики вмещающих пород, сейсмическую активность в регионе. Используемые материалы должны отвечать условиям противопожарной безопасности: быть негорючими или трудногорючими. Обязательно наличие средств пожаротушения, противопожарных барьеров.

Сечение и направление тоннелей должны обеспечивать достаточный воздухообмен для подачи свежего воздуха к рабочим местам и удаления вредных газов.

Конструкция должна предусматривать системы сбора, отвода подземных вод, предназначенные для предотвращения затопления, размыва крепи. Для аварийного спасения и эвакуации капитальные выработки должны иметь соответствующее обозначение, а также поддерживаться в постоянной готовности.

Функциональные, технологические требования не менее важны. Габариты проходки рассчитывают, исходя из ее назначения. Для транспортных тоннелей учитывают габариты подвижного состава, конвейеров, необходимых зазоров для передвижения людей. Размеры вентиляционных стволов рассчитывают на основе необходимого объема подаваемого воздуха. Для проектирования скиповых стволов учитывают размеры подъемных сосудов.

Траектория тоннеля должна быть максимально прямолинейной для того, чтобы снизить сопротивление движению воздуха, транспорта, а также иметь минимально допустимые уклоны для стока воды. Срок службы должен быть не меньше срока эксплуатации горизонта или шахты в целом. Это требует применения высококачественных, устойчивых к коррозии материалов.

Все процессы проектирования, строительства, эксплуатации строго регламентируются государственными и отраслевыми стандартами - ГОСТами на материалы, оборудование, методы испытаний и СНиПами. Кроме того, для ввода в эксплуатацию необходимо, чтобы готовое сооружение соответствовало Федеральным нормам и правилам в области промышленной безопасности. Его запуск невозможен при несоответствии Единым правилам безопасности при разработке рудных, нерудных, россыпных месторождений полезных ископаемых подземным способом.

Экономические аспекты

Строительство капитальных горных выработок представляет собой одну из самых капиталоемких статей в себестоимости добычи полезных ископаемых. Экономическая эффективность их создания, последующего содержания прямо влияет на рентабельность всего горнодобывающего предприятия.

Затраты складываются из нескольких ключевых статей: проходческих работ, крепления, отделки, стоимости оборудования, проектно-изыскательских работ. Важно учесть вероятность появления непредвиденных расходов.

После ввода в эксплуатацию появляются постоянные расходы на энергопотребление, техническое обслуживание, ремонт, амортизацию.

Кроме того, на стоимость влияют горно-геологические условия. Сложные условия во много раз увеличивают стоимость проходки и крепления. От глубины, ширины, длины шахты зависит объем работ. Затягивание сроков строительства увеличивает накладные расходы.

Нельзя забывать о транспортной логистике. Удаленность района от поставщиков материалов и объектов инфраструктуры повышает затраты.

Экономические аспекты

Капитальные горные выработки являются основой любого подземного горнодобывающего предприятия. Их строительство, эксплуатация определяют не только техническую возможность доступа к месторождению, но и экономическую целесообразность, безопасность, долгосрочную эффективность всей разработки. От их правильного проектирования, строительства непосредственно зависит бесперебойная работа рудника или шахты на десятилетия вперед.